DE595659C - Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Herstellung von metallischen Niederschlaegen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrolytischen Herstellung von Metallniederschlägen in Form von Rohren oder rohrförmigen Schichten, das es insbesondere ermöglicht, hochwertige Leitungsdrähte für frei tragende Hochspannungsleitungen mit großen Spannweiten herzustellen, die auf einer die mechanische Belastung aufnehmenden Stahlseele den leitenden-Kupfermantel tragen.

Um diesen Kupfermantel auf elektrolytischem Wege in vollkommen gleichförmiger Dicke entstehen zu lassen, wird gemäß der Erfindung der als Kathode kontinuierlich durch eine oder mehrere elektrolytische Zellen hindurchwandernde endlose Draht gleichzeitig um seine Achse gedreht, wie dies für nicht axial bewegliche Kathoden, insbesondere die zur Rohrherstellung dienenden Kerne, früher schon vorgeschlagen wurde. Hierdurch wird

,,, erreicht, daß die Dicke der niedergeschlagenen Metallschicht auf dem ganzen Umfang der Kathode die gleiche ist.

Man kann dasselbe auch dadurch erreichen, daß man die Anoden um die wandernde Ka-.,. thode kreisen läßt.

Verwendet man statt eines Stahldrahtes Drähte, Rohre oder Stäbe aus einem leicht schmelzbaren Metall, z. B. aus Blei, als Kathode und schlägt darauf Kupfer, Eisen ο. dgl. nieder, so erhält man ein Gebilde, aus dem sich der Kern leicht wieder herausschmelzen läßt, so daß ein Rohr aus Kupfer, Eisen 0. dgl. zurückbleibt.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Ummanteln eines endlosen Drahtes mit einem anderen Metall. Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die elektrolytische Zelle nach Fig. 1. Fig. 3 und 4 ist ein Längsschnitt bzw. ein Querschnitt durch eine Vorrichtung, durch die ein Draht, Stab oder Rohr in seiner Achsenrichtung fortbewegt und gleichzeitig um diese Achse gedreht werden kann, ohne auf eine Rolle aufgewickelt zu werden. Fig. 5 zeigt, teilweise im Schnitt, eine Verbindungsstelle zweier rohrförmiger Kathodenkerne, Fig. 6 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung des Kerndrahtes aus geschmolzenem Metall, Fig. 7 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, zweier übereinanderstehender rotierender Zellen mit senkrecht hindurchgeführter Kathode;, Fdg. 8 einen axialen Schnitt durch eine Stopfbüchse für die Vorrichtung nach Fig. 7.

In Fig. ι ist ι ein Trog, in dem der Elektrolyt 2 in ständiger Zirkulation gehalten wird. Auf dem Boden und an den Seitenwänden des Troges ι sind die Anoden 3 angeordnet. Stopfbüchsen 5 und 6 dienen zur Hindurchführung des Kathodendrahtes. Will man die Stopfbuchse am Trogende in Fortfall bringen, so führt man die Kathode in ansteigender Bahn durch den Elektrolyten, so daß sie über dem Elektrolytspiegel bzw. dem Trogrand austritt. Der Draht wird vor seinem Eintritt in die Zelle von einer Spule 7 abgewickelt, die um ihre Achse drehbar in dem Schneckenkranz 9 gelagert ist, der durch eine Schnecke 10 gedreht wird. Kugellager 13 zwischen dem Ständer 12 und dem Schnekkenkranz 9 vermindern die Reibung. Die Schnecke 10, die in waagerechten Lagern n des Gehäuses 12 ruht, erhält ihren Antrieb über ein Kegelgetriebe 15 von einer Welle 14. Führungsrollen 16 vor der Stopfbüchse 5 bewirken, daß der Kerndraht 4 (die Kathode) zentrisch in bezug auf den Schneckenkranz 9 in die Zelle eintritt. Ähnliche Führungsrollen 17 sind am anderen Ende der Zelle angeordnet. Der Draht 4, auf dem sich während des Durchganges durch die Zelle der Metallmantel niedergeschlagen hat, wird unter Spannung auf eine Spule 18 aufgewickelt, deren Achse in dem Schneckenkranz 20 gelagert ist. Auch dieser'Schneckenkranz ist in dem Gehäuse 21 drehbar gelagert und erhält seinen Antrieb von einer Schnecke 22, die von der Welle 14 und dem Kegelgetriebe 23 gedreht wird. Die Umdrehungen der Schnekkenkränze 9 und 20 verlaufen also genau synchron. Auf der Spule 18 ist eine Kegelradscheibe 24 befestigt, die mit einem Kegelradring 25 des Gehäuses 21 in Eingriff steht. Durch die Drehung der Welle 14, die durch Elektromotor oder Transmission angetrieben werden kann, wird eine synchrone Drehung der Schnecken 10 und 22 und damit der Schneckenkränze 9 und 20 sowie der Spulen 7 und 18 bewirkt. Auf diese Weise wird der Kathode 4 auf ihrem Wege durch die Zelle 1 eine konstante Drehung um ihre Achse erteilt.

Da die Spule 18 mit der Kegelradscheibe 24 verbunden ist, die mit dem Kegelradring 25 in Eingriff steht, wird sie auch um ihre Achse 19 gedreht, weil sich die Kegelradscheibe 24 während der Drehung des Schnekkenkranzes 20 an dem feststehenden Kegelradring 25 abwälzt. Die Spule 18 übt dadurch auf den Draht 4 einen konstanten Zug aus. Zwischen der Spule 18 und dem Kegelradring 25 können Zwischengelege eingeschaltet werden, wenn der Kathode 4 eine langsamere oder schnellere Bewegung durch die Zelle erteilt werden soll.

Bevor der Kathodendraht 4 in die Zelle eintritt, kann er gereinigt und poliert werden; die Reinigungs- und Poliervorrichtungen werden zweckmäßig mit dem Schneckenkranz 9 verbunden und laufen mit ihm um. Auf diese Weise wird eine Torsionsbeanspruchung des Drahtes 4 vermieden.

Damit der Draht 4 während seines Weges durch die Zelle 1 nicht durchhängt, sind Stützlager 27 vorgesehen, die gleichzeitig als Glätter für das auf dem Draht niedergeschlagene Metall 4 dienen. Diese Stützlager, von denen eines in Fig. 2 für sich dargestellt ist, bestehen aus je einem Bügel 28 mit zwei fest angeordneten Glättstücken 31 aus Achat, nicht rostendem Stahl o. dgl. Das dritte Glättstück 31 ist in einer Fassung 32 einstellbar befestigt und wird von einer Feder 33 gegen die Kathode 4 gedrückt. Die Bügel sind an einer Gleitschiene 29 befestigt, die in Führungsschienen 30 gleitet und mit dem Exzenterantrieb 36, 37, 38 verbunden ist, der sie hin und her bewegt.

In Fig. 3 und 4 ist eine Vorrichtung gezeigt, mit deren Hilfe ein Rohr oder ein Stab, der auf eine Spule nicht aufgewickelt werden kann, durch die Zelle hindurchgezogen und gleichzeitig in Drehung versetzt werden kann. Diese Vorrichtung entspricht im wesentlichen der Vorrichtung nach Fig. 1, doch ist hier die Spule 18 durch ein Paar Klemmrollen 39 und 40 ersetzt, die das Metallrohr 5 r dicht umschließen und in Ouerstegen 41 des Schneckenkranzes 42 gelagert sind. Die Walze 39 trägt an einem Ende ein Zahnrad 47, das mit dem Zahnrad 48 kämmt. Dieses letztere Zahnrad sitzt auf der gleichen Welle wie das Kegelrad 49, das mit dem feststehenden Kegelradring 50 in Eingriff steht. Auf der anderen Seite trägt die Walze 39 ein Zahnrad 45, durch das über das Zahnrad 46 die zweite Walze 40 angetrieben wird. Dreht sich der Schneckenkranz 42 unter der Einwirkung der Schnecke 44, so wälzt sich das Kegelrad 49 an dem feststehenden Kegelradring 50 ab und versetzt dadurch über die Zahnräder 48 und 47 die Walze 39 in Umdrehung, die über die Zahnräder 45 und 46 die zweite Walze 40 mitnimmt.

Wird bei der Vorrichtung nach Fig. 1 die Zugvorrichtung 21 durch die Zugvorrichtung gemäß Fig. 3 und 4 ersetzt, so kann man auch ein steifes Rohr durch die Zelle hindurchführen und gleichzeitig in Umdrehung versetzen, ohne ein Abspringen des elektrolytisch erzeugten Überzuges befürchten zu müssen. Die Vorrichtung gemäß der linken Seite der Fig. ι kann beibehalten werden, wenn das Kernrohr oder der Kerndraht genügend biegsam ist, um aufgespult zu werden. Im anderen Fall ist auch diese Vorrichtung durch

eine Vorrichtung nach Fig. 3 und 4 zu ersetzen.

Während des Durchganges durch die Zelle wird die Kathode durch die Stützlager 27 am Durchhängen verhindert und der sich auf ihr bildende Niederschlag geglättet und dichter gemacht, da die Glättstücke 31 unter der Einwirkung des Exzenters 36, 37, 38 eine hin und her gehende Bewegung ausführen.

Fig. 5 zeigt, wie man bei der Herstellung endloser Rohre die Enden von Kernrohrstücken miteinander verbinden kann. Das Ende 53 des fast verbrauchten Kernrohrstückes wird mit dem Ende 54 des neuen Kernrohrstückes durch ein kurzes Rohrstück . 44 verbunden und gegebenenfalls verlötet.

Statt das Metall auf einen bereits fertig ' vorhandenen Draht oder Rohr niederzuschlagen, kann auch der Draht bzw. das Rohr unmittelbar vor der Zelle hergestellt werden, beispielsweise mit Hilfe einer Strangpresse. Der aus dieser Presse austretende Strang gelangt dann unmittelbar in die Stopfbüchse 5 (Fig. 1). Statt einer Strangpresse für festes Metall

(z. B. Blei) kann auch eine Vorrichtung verwendet werden, aus: der geschmolzenes Metall in Form eines Stranges herausgedrückt wird, wobei es zu einem Draht oder Rohr erstarrt. Eine Einrichtung dieser Art ist in Fig. 6 gezeigt. 56 ist ein beheizter Schmelzkessel. Der Kolben 58 preßt einen Metallstrang 57 durch die gekühlte enge Leitung 59, in der das Metall zu einem Stab oder Draht 60 erstarrt; dieser kann durch die Stopfbüchse 61 sogleich in die Zelle 1 eingeführt werden.

Statt der bisher beschriebenen Anordnung, bei der die Kathode waagerecht durch die Zelle geführt wird, kann man auch eine senkrechte Anordnung benutzen, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist. Hier tritt die Kathode 70 in die Zelle 71 von oben ein und durch einen stopfbüchsenartig vorspringenden Teil 72 des Zellenbodens hindurch in die darunterliegende nächste Zelle 73 usw. Die Zellen ruhen drehbar auf Stützlagern 74 und sind mit Zahnkränzen 75 versehen, die mit Zahnrädern 76 der Antriebswelle 77 in Eingriff stehen. Hier rotieren also die Zellen mit den in ihnen befestigten Anoden, während die Kathode 70 nicht rotiert, sondern nur in der Richtung ihrer Achse abwärts gezogen wird.

-Eine Stopfbüchse, die für die senkrechte Anordnung gemäß Fig. 7 besonders geeignet ist, ist in Fig. 8 dargestellt. Hier wird der endlose Kathodendraht, der auch durch einen Stab oder ein Rohr ersetzt sein kann, durch eine Hülse 91 geführt, die von unten her in die Zelle 92 hineinragt. An ihrem unteren Ende ist diese Hülse durch eine Dichtung und eine Büchse 93 verschlossen. Auf der Unterlage 95 ruht der Flansch der Hülse 91 mit Kugellagern auf. In der Durchbrechung des Bodens der Zelle 92 ist die Hülse 91 durch einen zweiten Stopfbüchsenring 96 und eine zweite Dichtung eingedichtet. Bei dieser An-Ordnung rotiert die Zelle 92 um die Hülse 91, die ebenso wie die Kathode 90 keine Drehung ausführt. Hingegen wird die Kathode 90 durch die Hülse 91 hindurch senkrecht nach abwärts gezogen.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zur Herstellung von metallischen Niederschlagen in Form von Rohren oder rohrförmigen Schichten auf einer Kathode, die mit dem Niederschlag in gleichbleibender axialer Richtung kontinuierlich durch eine oder mehrere elektrolytische Zellen hindurchwandert, dadurch gekennzeichnet, daß man der Kathode gleichzeitig eine Drehung um ihre Achse erteilt bzw. die Anoden um die Kathode kreisen läßt.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Kathodenkern aus einem schmelzbaren Metall verwendet.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode unmittelbar vor ihrem Eintritt in die Zelle mit Hilfe einer Strangpresse z. B. aus geschmolzenem Metall hergestellt wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die elektrolytische Zelle um die in ihrer Längsrichtung wandernde Kathode rotieren läßt.

   5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination einer Einrichtung zum axialen Fördern der stab- oder drahtförmigen Kathode mit einer Einrichtung zum kontinuierlichen Drehen der Kathode um ihre Längsachse.

   6. Vorrichtung nach Anspruchs mit je einer vor und hinter der elektrolytischen Zelle angeordneten Fördervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fördervorrichtungen so ausgebildet sind, daß sie in senkrecht zur Kathodenachse liegenden Ebenen synchron umlaufen.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zelle angeordnete Glättwerkzeuge als Träger für die Kathode angeordnet sind.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eines der zusammenwirkenden Glättwerkzeuge durch eine Feder gegen den Niederschlag gedrückt wird.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hinter der elektrolytischen Zelle angeordnete

   Fördervorrichtung aus einem Paar Klemmrollen besteht, die den gebildeten Niederschlag durch die Zelle ziehen, ohne ihn aufzuspulen.

   ι o. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Drehen der elektrolytischen Zelle mit den Anoden um die Kathode.

   11. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode sich senkrecht durch mehrere übereinanderliegende Zellen erstreckt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen